超大型集装箱船甲板最大堆重研究

德国劳氏船级社规范(GL-2013)对集装箱船尤其是超大型集装箱船的横向加速度系数计算进行了调整,大幅度提高了甲板上集装箱堆重。文章根据绑扎计算结果,将规范变化前后的横向加速度系数和最大堆重进行对比,以及对2层箱高绑扎桥和3层箱高绑扎桥的最大堆重进行对比。结果显示,随着规范的更新及绑扎点高度提高,集装箱甲板最大堆重显著增加,堆重分布更加优化合理,为今后超大型集装箱船甲板面堆重设计参数的合理选取提供了一定的参考。     

超大型集装箱船绑扎桥结构强度分析

大型集装箱船的甲板堆重和绑扎桥高度均大幅增加,保证绑扎桥结构强度是设计的关键。针对某万箱级集装箱船,分析不同型式的绑扎桥结构特点,优化设计一型新型剪力墙式绑扎桥,满足英国船级社(LR)规范的相关要求。建立结构有限元模型,分析计算不同载荷工况下绑扎桥的结构强度,探讨绑扎桥的应力分布特点和不同绑扎桥布置方式对结构强度的影响,为绑扎桥结构设计提供参考。     

2 750 TEU集装箱船的全船总振动评估

通过有限元法对一艘2750TEU集装箱船进行了全船的振动性能预报,包括船体固有频率和振动模态,以及在螺旋桨和主机激振力作用下的甲板室强迫响应。计算表明,2750TEU集装箱船的振动性能良好,满足ISO6954的振动基准。     

超大型集装箱船绑扎桥结构轻量化设计

为了有效降低绑扎桥重量对超大型集装箱船空船重量和重心的影响,针对某20 000 TEU集装箱船剪力墙式绑扎桥设计任务,根据某船级社规范要求和绑扎桥结构强度有限元计算分析的基本流程,依次从立柱优化、剪力墙优化、立柱和剪力墙对常规方案进行优化设计,结果表明,优化方案能满足船级社规范要求,且能有效降低绑扎桥的结构重量。     

大型集装箱船绑扎桥结构优化设计

为有效降低大型集装箱船的空船重量,针对绑扎桥结构轻量化设计进行研究。以某14500TEU集装箱船为研究对象,根据船级社规范要求针对结构设计方案进行有限元计算分析,依次从剪力墙布置、立柱设置和局部尺寸优化等三个层次对原始方案进行优化设计。研究结果表明,优化方案在满足船级社规范要求、保证堆重指标的同时有效降低了绑扎桥的结构重量。本文的设计思路和优化方法可以为今后大型集装箱船绑扎桥的结构设计提供一定参考。     

船舶艉轴承刚度和螺旋桨陀螺效应对轴系回旋振动特性影响的分析

当船舶轴系运行工况恶劣时,由于轴系后尾轴承与轴颈之间润滑不佳,使得轴承刚度发生较大变化,处于各向异性状态,这会影响轴系回旋振动特性。文章针对某大型集装箱船,在计入螺旋桨陀螺效应的基础上,借助于有限元ANSYS软件,研究了后艉轴承水平刚度单独变化对回旋振动固有频率、临界转速和振动响应的影响。其主要结果表明,后艉轴承水平方向刚度单独降低时,该方向上的横向振动固有频率降低,逆回旋振动固有频率在此基础上进一步降低;其轴频、叶频和倍叶频的正逆回旋临界转速和回旋振动响应均与各向同性时不同。     

集装箱船绑扎桥结构计算规范对比分析

以某14 500 TEU集装箱船绑扎桥为研究对象,按相关规范要求进行结构计算并对比结果,分析不同规范对绑扎桥结构设计的影响。结果表明,各规范在有限元模型和设计载荷方面要求差异较大;LR、DNV GL、CCS和BV规范对绑扎桥结构强度和刚度要求大于GL规范;有限元模型范围和边界条件对绑扎桥结构计算结果影响较大,在进行绑扎桥结构计算时应考虑船体对绑扎桥的实际支撑刚度。     

超大型集装箱船上层建筑不同布置形式的动态特性研究

以某型10000 TEU集装箱船为例,针对不同上层建筑布置形式,采用有限元法进行全船的振动计算和评估,着重讨论了单岛式和双岛式上层建筑布置形式对船体和上层建筑本身固有频率、振动模态的影响,以及上层建筑在螺旋桨和主机激振力作用下的振动响应差异。该研究方法与结论对于实船设计有一定的借鉴意义。     

水下杆状结构三维振动数值模拟

本文研究柔性杆状在涡激-参激联合作用下的三维振动响应特性问题。基于Hamilton原理,建立了柔性杆的三维振动模型,考虑Morison力、涡激升力以及顶端变张力,对结构的涡激振动和参激-涡激联合振动进行数值模拟。针对振动方程,首先借助有限差分法和Runge-Kutta方法对方程进行数值求解,求得结构的三维振动响应,绘制了各自由度振动的时历曲线、相平面图、庞加莱截面图以及能量频谱,研究了参激-涡激联合振动情况下,杆件的非线性振动特性。     

两种大型集装箱船绑扎桥结构强度的对比计算浅析

以大型集装箱船常见的剪力墙式绑扎桥和A型斜撑式绑扎桥为研究对象,基于通用大型有限元分析软件PATRAN/NASTRAN及CCS规范的相关要求,对两种绑扎桥的结构强度进行了对比计算分析。结果表明：两种型式的绑扎桥在结构强度方面相差不大,相比而言,剪力墙式绑扎桥略优于A型斜撑式。     

超大型集装箱船绑扎桥强度校核与结构优化

随着超大型集装箱船的发展,绑扎桥的结构设计越来越复杂。文章在21000TEU超大型集装箱船典型绑扎桥设计的基础上,利用ANSYS软件计算了绑扎桥结构的强度和刚度。通过研究不同浮态,装箱条件以及最大设计载荷条件下结构的总体应力和变形情况,分析了关键位置的应力集中现象。并用这些分析结果指导结构优化,为绑扎桥结构的分析及结构设计提供具指导意见。     

大型集装箱船绑扎桥改装工艺

文章对大型集装箱船绑扎桥升级改造,拆除原舱口围的3层绑扎桥,新做5层的绑扎桥,对新增改造绑扎桥进行结构分析,提出有效的码头吊装绑扎桥工艺.对预制绑扎桥分段提出要求,要求分段预制精度偏差±3 mm内.通过测量船舶纵向斜度及分段定位工装,在码头吊装新绑扎桥结构,定位精度、垂直度满足绑扎桥安装要求,最终完成了绑扎桥改装任务.     

大型集装箱船绑扎桥下加强结构强度分析及拓扑优化设计

近年来,集装箱船向大型化趋势发展,甲板堆箱不断增加,对绑扎桥的设计要求随之不断提高,绑扎桥下加强结构也需要承受更大的载荷。本文以某大型集装箱船为研究对象,对绑扎桥及舱口围结构进行有限元强度计算,分析整体的应力分布特点。采用基于改进遗传算法的双向渐进结构优化法（G-BESO）,对绑扎桥下加强结构进行拓扑优化设计,在保证结构安全性的前提下,有效减轻绑扎桥下加强的结构重量,提高经济性。     

波激振动对超大型集装箱船疲劳强度的影响研究

超大型集装箱船具有开口大、刚度低和航速快等特点,导致其波激振动现象突出,增加了疲劳破坏风险。论文以18, 000TEU箱船为研究对象,考虑对称与反对称模态的共同作用,采用有限元法进行干模态分析。基于三维线性频域水弹性理论,对其进行水弹性效应分析。然后采用谱分析法,通过直接计算求解热点应力响应,结合线性累积损伤法,求得疲劳损伤值和疲劳年限,并将其与刚体理论结果对比,分析波激振动对舱口角隅疲劳的影响。研究表明:当遭遇频率接近船体湿固有频率时,波激振动效应会引起船体载荷高频响应及应力高频响应,使得舱口角隅疲劳累计损伤度大幅增加,疲劳寿命普遍降低约30%～40%,部分节点甚至高达50%多。     

波流联合作用下深海垂直杆件三维振动响应分析

本文研究了深海垂直杆件在波流联合作用下的波激-涡激-参激耦合振动特性.基于Hamilton原理,建立了垂直杆件的三维振动模型,考虑Morison力、涡激力和顶端变张力,对结构的波激-涡激振动和波激-参激-涡激联合振动进行数值模拟,求得杆件各点位移时历曲线,并针对时历曲线进行快速傅里叶变换得到能量频谱,从能量角度分析杆件振动特性.在此基础上,研究了振动幅值随流速、参激频率和参激幅值的变化规律.研究表明:在波流联合作用下,杆件振动出现非线性,轴向振动存在1/2和1/4亚频振动成分,拖曳力方向振动存在二倍波激频率成分;当涡泄频率接近杆件横向振动固有频率时,轴向振动和涡激振动振幅增加;存在参数激励时,杆件三个方向的振幅增大,振动对流速更加敏感;参激频率接近杆件固有频率时,轴向振幅和涡激振幅均增加,而当参激强度增加时,三个方向的振幅均增加,平衡位移不受影响.     

集装箱船绑扎及相关结构精度控制方法优化

介绍集装箱船绑扎试验的目的和流程,分析绑扎试验对绑扎桥、舱口围及其附件和舱口盖等部件的精度约束。制订绑扎及相关结构的舾装精度控制方案,开展数字模拟绑扎试验方法研究,缩短绑扎试验周期,提高精度管理效率,确保绑扎试验顺利完成。     

船舶主动减振器安装位置选取和设备选型

开展伯努利梁受迫横向振动机理研究,采用模态叠加法推导了伯努利梁受迫振动的响应表达式,分析了振动响应与激振力和激振力矩作用位置间的关系。总结了减振器安装位置的选择规律和激振力幅值的计算方法,并采用有限元法进行验证,在某小型集装箱船的减振设计过程中进行了应用。     

集装箱船的振动与响应评估

按振动分布范围的不同,对集装箱船的振动与响应分析方法进行了分类,讨论了频率储备、激振力、阻尼、附连水质量、振动衡准等问题。并以一艘2750TEU集装箱船为例,进行了整船和局部结构的振动评估,最后对集装箱船的动态设计方法进行了归纳。     

超大型集装箱船绑扎桥选型及设计探讨

考虑到绑扎桥是超大型集装箱船的关键设备,其合理选型及设计关系到甲板上集装箱的堆装能力及系固安全性,以堆重指标、航线要求、集装箱布置为设计出发点,分析绑扎桥各个设计要点的关键因素,基于有限元方法进行绑扎桥的强度计算分析,探讨绑扎桥高度增加的经济性。     

波激颤振对超大型集装箱船疲劳强度影响评估

随着全球航运规模的进一步扩大,集装箱船的大型化发展成为必然趋势,超大型集装箱船的船型特点导致船体结构遭受更严重的波激振动和砰击颤振作用,对船体结构疲劳强度产生较大影响.根据中国船级社规范和相关要求,基于三维线性/非线性水弹性理论,采用专用的三维水弹性计算软件,对一型超大型集装箱船开展波激振动和砰击颤振下船体结构疲劳强度直接计算评估和影响分析.分析结果表明,相关计算流程、算例和结论可为其他大型船舶在波激振动和砰击颤振下船体结构疲劳强度评估提供参考.